Коррозионно-стойкая аустенитная сталь

 

Изобретение относится к металлургии , в частности, к производству высокопрочной коррозионно-стойкой проволоки и ленты. Цель изобретения - повышение пластичности, релаксиционной стойкости и сопротивления коррозионному растрескиванию (КР). Цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, хром, никель, марганец, кремний, молибден, медь, азот и железо, дополнительно содержит по крайней мере один металл из группы щелочноземельных металлов (ЩЗМ), содержащей кальций, барий, магний, стронций, и по крайней мере один металл из группы редкоземельных металлов (РЗМ), содержащей лантан, церий, иттрий, неодим, мишметалл при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,005-0,10

хром 17,5-19,5

никель 7,0-8,5

марганец 8,1-11,0

кремний 0,3-1,9

молибден 2,1-3,5

медь 0,01-3,0

азот 0,3-0,65

по крайней мере один металл из группы ЩЗМ, содержащий кальций, барий, магний, стронций 0,01-0,05

по крайней мере один металл из группы РЗМ, содержащей лантан, церий, иттрий, неодим, мишметалл 0,001-0,05

железо остальное. При изготовлении пружин из предложенной стали уменьшается вероятность поломок при навивке и повышается ресурс работы пружин в агрессивных средах. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1507854 (б1) 4 С 22 С 38/58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4417597/31-02 (22) 21.03.88 (46) 15.09.89. Бюл. М 34 (71) Институт металлофиэики АН УССР (72) Н,Д. Афанасьев, В. Г. Гаврилюк, В.А. Дузь, С.П. Ефименко, М.К. Закамаркин, E. А. Караштин, В.И. Кердань, И, Н. Кошиц, И.И. Крымчанский, В.А. Кулеша, В. Н. Лебедев, В.M. Надутов, С.П. Ошкадеров и С.А. Терских (53) 669,14,018,821 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 730866, кл. С 22 С 38/58, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 1049559, кл, С 22 С 38/44, 1983.

"(54) КОРРОЗИОННО-СТОЙКАЯ АУСТЕНИТНАЯ

СТАЛЬ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к производству высокопрочной корроэионно-стойкой проволоки и ленты, Цель изобретения — повышение пластичности, релаксационной стойкости и сопротивления коорозионному растрескиванию (KP).Цель достигается тем, что сталь, о

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству высокопрочной коррозионно-стойкой проволоки и ленты.

Цель изобретения — повышение плас. тич ности, р ел ак сационной стойкости и сопротивления коррозионному растрескиванию.

Сталь, содержащая углерод, хром, никель, марганец, кремний, молибден, медь, азот и железо, дополнительно содержащая углерод, хром, никель,. мар ганец, кремний, молибден, медь, азот и железо, дополнительно содержит по крайней мере один металл иэ группы щелочноземельных металлов 1ЦЗМ), содержащей кальций, барий, магний, стронций и по крайней мере один металл из группы редкоземельных металлов (РЗМ), содержащей лантан, церий, иттрий, неодим, мишметалл при следующем соотношении компонентов, мас,l: углерод 0,005-0,10; хром 17,5-19,5, никель 7,0-8,5; марганец 8,1-11 0;.кремний 0,3-1,9; молибден 2,1-3,5; медь 0,01-3,0; азот

0,3-0,05; по крайней мере один металл а из группы ЩЗМ, содержащей кальций, барий, магний, стронций 0,01-0,05 по крайней мере один металл иэ группы Р3М> содержащей лантан, церий, иттрий, неодим, мишметалл (,001-0,05, железо остальное. При изготовлении пружин из предложенной стали уменьша- IawL ется вероятность поломок при навив- фД ке и повышается ресурс работы пружин в агрессивных средах. 2 табл. содержит по крайней мере один металл из группы ЩЗМ, содержащей кальций, барий, магний, стронций и по крайней мере один металл из группы РЗМ металлов, содержащей лантан, церий,; иттрий, неодим, мишметалл при следующем соотношении компонентов, мас. Х:

Углерод 0,005-0,10

Хром 17,5 — 19,5

Никель 7,0-8,5

Марганец 8,1 — 1),0

1507854

Анализ слитков показывает практически полное отсутствие неметаллических включений типа сульфидов и полное отсутствие окислов. Сера в металле обнаружена только в виде следов. Таким образом, ЩЗИ и РЗМ во всех плавках находятся только в твердом растворе и сегрегациях, что иск- 35 лючает проявление их воздействия как десульфураторов, раскислителей и модификаторов неметаллических включений.

Слитки прокатывают в прутки ди- 40 аметром 8,0 мм, из которых чередованием термообработок и холодного волочения получают проволоку диамет" . ром 3 0 мм. Термообработку катанки и промежуточных заготовок проводят 45 о с нагревом до 1140 С и закалкой в воду. Диаметры заготовки под готовую проволоку выбирают из расчета получения в готовой проволоке временного сопротивления порядка 1900 MIa.

Термообработанную заготовку под готовую проволоку подвергают отпуску различной длительности (от 60 с до 3 ч) при 620 С с последующим испытанием на МКК в стандартном растворе Н ЯО ф CuSOä+ Си (ГОСТ 603275) ° В известной стали ИКК выявлена после отпуска минимальной длительности, в стали предлагаемого состаКремний 0,3-1,9

Молибден 2,1-3 5

Медь 0,01-3,0

Азот Q 3-0,65

По крайней мере один металл из группы

ЩЗМ, содержащей кальций, барий, магний, стронций 0,01-0,05 10

По крайней мере один металл из группы РЗМ, со-! держащей лантан, церий, иттрий, 15 не одим, мишмет.алл 0,001-0,05

Железо Остальное

Пример. Опытные плавки выплавляют в лабораторных условиях. 20

Выплавку проводят на химически чистых шихтовых материалах, в вакууме.

После этого проводят плазменно-дуговой переплав, при котором легируют сталь .азотом, ЩЗМ, РЗМ. Химический состав плавок приведен в табл.1, ва ИКК не обнаружена после отпуска в течение 3 ч..

Исходя иэ полученных результатов, отпуск на расслоение твердого раствора перед холодной деформацией проводят при 620 С с выдержкой 120 мин для,плавок 1-6, На плавке 8, отпуск не проводят, так как он инициирует

МКК даже при минимальной длительности.

После указанных обработок заготовки подвергают холодной деформации на диаметр 3,0 мм. В готовой проволоке определяют временное сопротивление разрыву, числа перегибов и скручиваний.. Результаты приведены в табл.2.

Испытания на корроэионное растрескивание проводят под растягивающим напряжением 0,7 временного сопротивления в ЭЕ-ном растворе NaC1 насыщенном сероводородом до 67 по объему, в течение 1000 ч. Результаты испытаний приведены в табл.2.

Релаксационную стойкость при кручении определяют на образцах проволоки, отпущенных после холодной деформации при 580 С, 4 ч. Испытания проводят при 520 C. Результаты приведены в т абл, 2 .

Как видно из результатов, предлагаемая сталь имеет болящие пластич. ность, сопротивление КР и релаксационную стойкость, чем известная сталь, что позволяет, например, уменьшить вероятность поломок пружин при навив-., ке и повысить их ресурс работы при эксплуатации в агрессивных средах.

Формула изобретения

Коррозионно-стойкая аустенитная сталь, содержащая углерод, хром, никель, марганец, кремний, молибден, медь, азот и железо, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения пластичности, релаксационной стойкости и сопротивления коррозионному растрескиванию, она дополнительно содержит по крайней мере один металл из группы щелочноэемельных металлов,(ЩЗМ), содержащей кальций, барий, марганец, стронций, и по крайнеи мере один металл из группы редкоземельных металлов (РЗМ), содержащей лантан, церий, иттрий, неодим мишметалл при следующем соотношении компонентов, мас,7.:

1507854 держащей кальций, барий, магний, стронций

По крайней мере один металл из группы РЗМ, содер-.. жащей лантан, церий, иттрий, неодим, мишмет алл

Железо

0,01-0,05

0,001-0,05

Остальное

Таблица !

Химический состав плавок

С Mn Si Сг Ni Cu Mo N !РЭЛИ РЗМ содержание элементов, мас.Х

Сталь ки

2

4

3,50 0,30

2,10 0,55

2,70 0,37

3,40 0,32

2,50 0,49

0,05Са

0,03са

О,О!Н8

О,О!8а

0,04Са з,оо

1,51

I,08

О,OI

2,50!

7,5 8,50

l9,5 7,0

l7,83 7,48

l8,50 8,15

18,13 7,60

l,90 о,зо

0,42

1,60

1,82

О ° IO

0,05

О,О2

О,OO5

О,OI

11,О

8,95

8,10 ! о,о

9>5

Предп агаемав

11

11 и.1,75 о,зз ! ° 15

Э,20 0 35 0,02Mg

2„55 0,65 0,02S

3,3б 0,67

2 ° 27

I 45

2,51!

8,80 7,85

19,0 7,90

18>71 5,85

° . 11

° 9

Иввестиая

0,07 8,40

0,04 8,96

0,08 21,40

Т аблица2

Свойства сталей

99 и/п

Вр еменное сопр отивление, МПа

Чи сл о Чи сло

Коррозионное

РелаксаСт аль перегибов скручи" вания ционная стойкость,, и /л растрескнвание, чПредл агаемя

770 0,89

900 0,80

1000 0,83

1000 0,86

1000 0,82

1000 0.86

700 0,77

Из вест"

1840

3,5

150 0,73 ная

П р и м е ч а н и е: +- образцы после 1000 ч испытаний не р азрушаются, то и с1- — начальное и срелаксацированное напряжение, соответственно.

Составитель Л. Носырева

Редактор И. Касарда Техред H. Bepec Корректор В. Гирняк

Заказ 5522/32 Тираж 576 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретейиям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101

Углерод

Хром

Никель

Марганец

Кремний

Молибден

Медь

Азот

По крайней мере один металл из. группы ЩЗМ, со2

4

6

О 005-0,10

17,5-19,5

7,0-8,5

8,1-11,0

0,3-),9

2, 1-3,5

0,01-3,0

0,3-0,65

1850

4,9

4,0

4,7

6,1

5.,5

6,8

3,8

5,2

4,9

5,2

6,7

5,9

9,0

4,0 о,о29

0,05Ьа о,oo3va

О,OOICe

0,03ьяамет алл

0,05Се

0,02